1.4. Съемка и расчет дифрактограмм

Кювета с образцом устанавливается в специальном держателе гониометра. С включением аппарата образец и счетчик начинают поворачиваться с заданными скоростями в горизонтальной плоскости вокруг общей вертикальной оси гониометра; угол падения лучей на плоскость образца постепенно возрастает. Интенсивность дифрагированных лучей последовательно под разными все увеличивающимися углами измеряется детектором излучения (сцинтилляционным счетчиком).

При повороте образца часть отражающих плоскостей кристаллитов вещества проходит через положение, при котором выполняется условие Вульфа-Брэгга.

В процессе съемки детектор излучения, вращающийся в два раза быстрее образца, пересекает все дифрагированные лучи. Его показания синхронно с вращением регистрируются на диаграммной ленте самопишущего устройства. В результате на этой ленте фиксируется дифрактограмма– характеристика зависимости интенсивности дифракционной картины от угла отражения (приложение 2.1.1, рис.1).

Интенсивность отраженных лучей прямо пропорциональна числу атомных плоскостей, попадающих в отражающее положение. Увеличению интенсивности дифрагированных лучей соответствует увеличивающаяся амплитуда отклонения пера самописца от фоновой линии.

Так как условие Вульфа-Брэгга определено для узких интервалов значений угла , то с учетом рассеяния дифракционная картина атомных плоскостей чаще всего имеет вид треугольника (дифракционного пика). Центр тяжести такого пика (или положение его вершины) фиксирует угол . Отметка углов на дифрактограмме обычно происходит через каждый градус поворота детектора излучения (угла 2 ), поэтому, чтобы рассчитать значение угла , зафиксированные значения угла необходимо разделить пополам.

Определив угол с точностью до 0,01° и зная длину волны излучения, можно рассчитать значения межплоскостных расстояний d для каждого дифракционного пика по формуле (2.1.1) или используя Универсальные таблицы, которые были составлены путем расчетов для условия Вульфа-Брэгга к наиболее распространенным длинам волн с целью повышения точности и экспрессности расчетов.

Интенсивность (высоту) дифракционных пиков I_i определяют с помощью линейки (например, в миллиметрах). Интенсивность самого мощного пика I_max принимают за 10 (или 100) единиц, интенсивность остальных I_i оценивается приблизительно в долях от этой величины (относительная интенсивность):

, доли ед. (2.1.3)

Сравнение совокупности значений межплоскостных расстояний d и соответствующих значений зарегистрированной относительной интенсивности интерференции I_отн с аналогичной совокупностью для анализируемого вещества, представленной в справочных источниках, дает возможность провести индицирование кристаллографических плоскостей и рассчитать параметры элементарной ячейки.

2. Порядок выполнения работы

2.1. Получить у преподавателя дифрактограмму вещества.

2.2. Определить величину угла по положению дифракционных линий и записать результаты в Протокол испытаний:

№	Угол Брэг-га, , град.	Межплоскостное расстояние, dhkl , Å	Интенсивность дифракционных линий		Индексы Миллера h,k,l	Размер элементарной ячейки, Å			Примечание
			Ii, мм	Iотн. , доли ед.		a	b	c
									Анализируемое вещество:
									Анод:

2.3. С помощью Универсальных таблиц, выдаваемых преподавателем, по значениям определить межплоскостные расстояния d, наиболее интенсивных дифракционных линий. Результаты занести в Протокол испытаний.

2.4. Замерить интенсивности дифракционных линий I_i (мм) и, выбрав I_max, оценить их относительные интенсивности I_отн.. Результаты занести в Протокол испытаний.

2.5. Провести индицирование кристаллографических плоскостей, сравнив совокупности значений межплоскостных расстояний d и соответствующих значений относительной интенсивности дифракционных линий с аналогичной совокупностью для анализируемого вещества и определить его сингонию.

2.6. Выполнить расчет размеров элементарной ячейки в соответствии с формулами (см. табл. 2.1.1). Для расчета размеров элементарной ячейки кубических кристаллов использовать не менее трех отражений с ненулевыми значениями индексов. Результат вычислить как среднеарифметическое из трех - шести значений.

Для кристаллов, сингония которых ниже кубической, можно использовать отражения с любыми значениями индексов.

2.7. Рассчитанные значения размеров элементарной ячейки анализируемого вещества сравнить со справочными данными (Приложение 2.1.2). Сходимость должна быть в пределах 0,1 Å; 1 Å (ангстрем) = 10^-8 см.

2.8. Результаты всех расчетов представить в Протоколе испытаний.